5. B 暖宝宝中有铁粉等物质,遇氧气温度升高。小红用
所示的压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像如图2所示。下列说法中不正确的是(
A.Ⅰ为温度变化曲线
B.Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C.Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D.暖宝宝原料足量时,瓶内压强可降至0
D
)A.Ⅰ为温度变化曲线
B.Ⅲ为氧气浓度变化曲线
C.Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热
D.暖宝宝原料足量时,瓶内压强可降至0
答案
5.D 点拨:铁进行氧化反应放热,容器内温度升高,反应结束后,温度逐渐恢复到室温,曲线Ⅰ中,反应前后数值相等,为温度变化曲线,故A正确;Ⅲ中数值逐渐降低,反应过程中氧气被逐渐消耗,Ⅲ为氧气浓度变化曲线,故B正确;曲线Ⅰ是温度变化曲线,曲线Ⅱ是压强变化曲线,曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致,故C正确;如果暖宝宝原料足量,压强不能降至0,是因为容器内还有不能被消耗的氮气、稀有气体等气体,故D错误。故本题选D。
二、非选择题
6.A (2024·江苏南京模拟)金属的冶炼和利用促进了人类的发展。
(1)金属的性质
①贴金技艺利用了金具有良好的
②铝具有很好的抗腐蚀性能的原因是
③向$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$和$\ce{CuSO_{4}}$的混合溶液中加入一定量铁粉,待充分反应后过滤,得到滤渣和滤液;向滤渣中加入稀硫酸,有气泡冒出,则滤液中的物质有(除水外)
(2)金属的冶炼
某钢铁厂每天需消耗4000 t含$\ce{Fe_{2}O_{3}}$70%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是
(3)金属资源保护
汽车表面喷漆,可以延缓汽车的锈蚀,其防锈原理是
6.A (2024·江苏南京模拟)金属的冶炼和利用促进了人类的发展。
(1)金属的性质
①贴金技艺利用了金具有良好的
延展
性,将黄金锤成极薄的薄片。②铝具有很好的抗腐蚀性能的原因是
$\ce{4Al + 3O_{2}=2Al_{2}O_{3}}$
(用化学方程式表示)。③向$\ce{Al_{2}(SO_{4})_{3}}$和$\ce{CuSO_{4}}$的混合溶液中加入一定量铁粉,待充分反应后过滤,得到滤渣和滤液;向滤渣中加入稀硫酸,有气泡冒出,则滤液中的物质有(除水外)
硫酸铝、硫酸亚铁
。(2)金属的冶炼
某钢铁厂每天需消耗4000 t含$\ce{Fe_{2}O_{3}}$70%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是
2000
t。(3)金属资源保护
汽车表面喷漆,可以延缓汽车的锈蚀,其防锈原理是
隔绝氧气和水
。答案
6.(1)①延展 ②$\ce{4Al + 3O_{2}=2Al_{2}O_{3}}$ ③硫酸铝、硫酸亚铁 (2)2000 (3)隔绝氧气和水
7. C 热敷蒸汽眼罩可以缓解眼疲劳,某品牌热敷蒸汽眼罩的产品信息如表所示。
【产品名称】热敷蒸汽眼罩
【组成】由无纺布眼罩、发热体等组成。
发热体内含铁粉、蛭石、活性炭、盐、高吸水树脂、水均匀混合的自发热材料。
探究一:初步认识
同学们剪开眼罩,将发热体倒在白纸上,观察为黑色固体。
【提出问题】从产品信息可以看出发热体中含有铁粉,如何用实验证明铁粉的存在?
【实验过程】(1)请完善下面的表格。
|序号|实验步骤|实验现象|实验结论|
|----|----|----|----|
|1|甲同学取少量黑色粉末,用磁铁靠近粉末|观察到
|2|乙同学取少量被磁铁吸引的粉末加入小烧杯中,向其中加入过量的
|3|丙同学在蒸发皿中加入少量酒精并点燃,取少量被磁铁吸引的粉末,撒向火焰|观察到火星四射| |

【实验反思】
(2)铁丝在空气中不能燃烧,铁粉在空气中却可以燃烧的原因是
探究二:工作原理
【提出问题】铁生锈是缓慢氧化,放热并不明显,热敷蒸汽眼罩打开后与空气接触为什么会迅速升温?
【查阅资料】蛭石是一种超级保温材料,能延长发热体的发热时间并且还能持续保温。
【初步探究】
(3)甲同学根据查阅的资料设计并完成了
所示的实验,锥形瓶中盛放的是水、铁粉和氯化钠,装置气密性良好。10分钟后观察到导管中液面略微
【实验设计】学生在教师的指导下讨论设计了以下实验方案:
|方案|实验药品|
|----|----|
|方案1|
铁粉、水、活性炭|
|方案2|铁粉、水、氯化钠、活性炭|
根据实验方案,将药品在烧杯中混匀,放入无纺布袋,再将无纺布袋放入锥形瓶中,然后将氧气浓度传感器和温度传感器伸入锥形瓶中并保证气密性良好(
),收集数据生成的曲线如图3所示(——表示温度,----表示氧气浓度)。
【实验结论】
(4)通过对工作原理的探究实验进行分析,使铁生锈过程变得较快的物质是
探究三:含量分析
(5)取10g发热体样品放入烧杯中,向烧杯中滴入稍过量的质量分数为10%的稀盐酸,产生气体的质量与滴入盐酸的质量关系
所示,请计算(已知样品中其他物质与稀盐酸不反应):
①产生氢气的质量为
②发热体样品中铁粉的质量分数。
【产品名称】热敷蒸汽眼罩
【组成】由无纺布眼罩、发热体等组成。
发热体内含铁粉、蛭石、活性炭、盐、高吸水树脂、水均匀混合的自发热材料。
探究一:初步认识
同学们剪开眼罩,将发热体倒在白纸上,观察为黑色固体。
【提出问题】从产品信息可以看出发热体中含有铁粉,如何用实验证明铁粉的存在?
【实验过程】(1)请完善下面的表格。
|序号|实验步骤|实验现象|实验结论|
|----|----|----|----|
|1|甲同学取少量黑色粉末,用磁铁靠近粉末|观察到
部分黑色固体被磁铁吸引
现象|发热体中含有铁粉||2|乙同学取少量被磁铁吸引的粉末加入小烧杯中,向其中加入过量的
稀盐酸
溶液|观察到产生气泡,溶液变为浅绿色
现象| ||3|丙同学在蒸发皿中加入少量酒精并点燃,取少量被磁铁吸引的粉末,撒向火焰|观察到火星四射| |
【实验反思】
(2)铁丝在空气中不能燃烧,铁粉在空气中却可以燃烧的原因是
铁粉与空气中氧气的接触面积更大
。探究二:工作原理
【提出问题】铁生锈是缓慢氧化,放热并不明显,热敷蒸汽眼罩打开后与空气接触为什么会迅速升温?
【查阅资料】蛭石是一种超级保温材料,能延长发热体的发热时间并且还能持续保温。
【初步探究】
(3)甲同学根据查阅的资料设计并完成了
上升
,用手触摸锥形瓶底部,并没有感觉到明显的温度上升。【实验设计】学生在教师的指导下讨论设计了以下实验方案:
|方案|实验药品|
|----|----|
|方案1|
|方案2|铁粉、水、氯化钠、活性炭|
根据实验方案,将药品在烧杯中混匀,放入无纺布袋,再将无纺布袋放入锥形瓶中,然后将氧气浓度传感器和温度传感器伸入锥形瓶中并保证气密性良好(
【实验结论】
(4)通过对工作原理的探究实验进行分析,使铁生锈过程变得较快的物质是
氯化钠
、活性炭
,从而使得热敷蒸汽眼罩能在短时间内迅速升温。探究三:含量分析
(5)取10g发热体样品放入烧杯中,向烧杯中滴入稍过量的质量分数为10%的稀盐酸,产生气体的质量与滴入盐酸的质量关系
①产生氢气的质量为
0.2 g
。②发热体样品中铁粉的质量分数。
答案
7.(1)部分黑色固体被磁铁吸引 稀盐酸 产生气泡,溶液变为浅绿色 (2)铁粉与空气中氧气的接触面积更大 (3)上升 (4)氯化钠 活性炭 (5)①0.2 g ②56%
点拨:(1)热敷蒸汽眼罩的组成中的铁粉和活性炭都是黑色的,铁粉能被磁铁吸引,而活性炭不能被磁铁吸引,则用磁铁靠近粉末,可观察到部分黑色固体被磁铁吸引;铁能与稀盐酸反应,产生气泡,溶液变为浅绿色,则乙同学取少量被磁铁吸引的粉末加入小烧杯中,向其中加入过量的稀盐酸,观察到产生气泡,溶液变为浅绿色。(2)铁丝在空气中不能燃烧,铁粉在空气中却可以燃烧的原因是铁粉与空气中氧气的接触面积更大。(3)铁与密封装置内氧气、水反应生成铁锈,消耗了氧气,导致锥形瓶内气压减小,大气压会把烧杯内的水压入导管,10分钟后观察到导管中液面略微上升。(4)由图2中方案1可知,氧气浓度变化不明显,由方案2可知,氧气浓度变化较明显,说明氯化钠加快了铁生锈的速率,由方案2和甲同学的实验对比,说明活性炭也能加快铁生锈的速率,所以使铁生锈过程变得较快的物质是氯化钠和活性炭。(5)①由图可知,产生氢气的质量为0.2 g。②设发热体样品中铁粉的质量为x,
$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
56 2
x 0.2 g
56:2=x:0.2 g,解得x=5.6 g;
发热体样品中铁粉的质量分数为$\dfrac{5.6\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}} × 100\% =56\%$。
点拨:(1)热敷蒸汽眼罩的组成中的铁粉和活性炭都是黑色的,铁粉能被磁铁吸引,而活性炭不能被磁铁吸引,则用磁铁靠近粉末,可观察到部分黑色固体被磁铁吸引;铁能与稀盐酸反应,产生气泡,溶液变为浅绿色,则乙同学取少量被磁铁吸引的粉末加入小烧杯中,向其中加入过量的稀盐酸,观察到产生气泡,溶液变为浅绿色。(2)铁丝在空气中不能燃烧,铁粉在空气中却可以燃烧的原因是铁粉与空气中氧气的接触面积更大。(3)铁与密封装置内氧气、水反应生成铁锈,消耗了氧气,导致锥形瓶内气压减小,大气压会把烧杯内的水压入导管,10分钟后观察到导管中液面略微上升。(4)由图2中方案1可知,氧气浓度变化不明显,由方案2可知,氧气浓度变化较明显,说明氯化钠加快了铁生锈的速率,由方案2和甲同学的实验对比,说明活性炭也能加快铁生锈的速率,所以使铁生锈过程变得较快的物质是氯化钠和活性炭。(5)①由图可知,产生氢气的质量为0.2 g。②设发热体样品中铁粉的质量为x,
$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
56 2
x 0.2 g
56:2=x:0.2 g,解得x=5.6 g;
发热体样品中铁粉的质量分数为$\dfrac{5.6\ \mathrm{g}}{10\ \mathrm{g}} × 100\% =56\%$。
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